电流表内外接和电阻的分压和限流判断
2.3.2伏安法测电阻和分压限流电路 上课用
RX
A
A
·R ·
X
限流器电路，安培表内接法
限流器电路，安培表外接法
V A
RX
V A
RX
分压器电路，安培表内接法
分压器电路，安培表外接法
例5. 用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的 器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为 0.6A，内阻接近1Ω，伏特表的量程为3V，内阻为5KΩ; 电源的电动势为6V，变阻器的阻值为0—20 Ω 。在闭合 电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。
A
（2）电流表内接法
电压表示数 UV U R U A U R 电流表示数 I A I R
UV R测 IA
A V R
>
UR R真 IR
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误 差越小．所以该电路适合测量大电阻，即 R R A
口诀：大—内—大（大电阻用内接法测量结果偏大）
A V 25KΩ
RX
A
25KΩ
RX
1KΩ 15V
15V
1KΩ
（2）电流表内接法和外接法的选择 因为 Rx 25k RA 300 所以采用电流表内接法 实验电路图
V1 25KΩ RX
1KΩ
A2
E=15V
－
+
3.（1994年高考试题）如图为用伏安法测量一个定 值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下： （1）待测电阻Rx（约100Ω） （2）直流毫安表（量程0～10mA，内阻50Ω） （3）直流电压表（量程0～3V，内阻5kΩ） （4）直流电源（输出电压4V，内阻可不计） （5）滑动变阻器（阻值0～15Ω,允许最大电流1A） （6）电键一个，导线若干条． 根据器材的规格和实验要求， 在本题的实物图上连线．
电阻的测量(七种方法.
果安培表示数变化，则P 应接在——b——处，如果伏特表示 数显著变化，则P 应接在 a —处。
R
a
b
A
P
V
解：安培表示数变化显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表
内阻相比。 因此采用内接法可以减小误差，P 应接在b 处。
4、关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置
分压打到最小；限流打到最大值。
例1. 用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表
测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是
60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为
300
Ω，真实值是 290 Ω，R2的测量值为
300 Ω，真实值是 333 Ω。
据R＝U/I，测量值大于真实值
V
2. 电流表外接法： (1)使用条件: RX ＜＜ RV 时
A
Rx
(2)结论:
电流表外接法：电压为真实值，电流偏大 据R＝U/I，测量值小于真实值
二、伏安法测电阻的电路设计
1、基本原则： 减小测量的误差
要应多次测量；选择好内接和外接。
2、典型的电路：
V
V
A
RX
A
RX
描绘小灯泡的伏安特性曲线
1993年高考 描绘出一个“220V 60W”灯泡的U—I 图 象，肯定不符合实际的是下图中的 （ A C D ）
U
U
U
U
0
A
I 0
I
0
B
C
I 0
I
D
上图中，若将 I、U对调，则选 （ A B D ）
4.若测出一个热敏电阻的U-I图线，正确的应是上图中 的（ C ）
伏安法测电阻——内接法和外接法
R
R
两种接法均可起到调压，限流作用， 但调节范围不同，功率损耗也不同．
12
1.限流式
Rx
图中变阻器串联在电路中
起限流作用
P
E
s AR B
待测电阻Rx的电压可调范围 待测电阻Rx的电流可调范围
Rx E ~ E Rx R
E ~E Rx R Rx
限流式电路的特点:
1.电压不能从零开始调节,调节范围较小. 但电路结构较为简单.
F 滑动变阻器（0 ~ 20Ω， 额定电流1A）；
G 滑动变阻器（0 ~ 200Ω，额定功率0.3A）；
H 导线若干，电键一个。
①电流表应选 ，电压表应选
，变阻器为
。
②画出测量电路原理图。
21
试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
（1 （2
二．实验原理
用
测出流过小电珠的电流，用
测
出小电珠两端的电压，测出多组（U，I）值，在
最
小的位置（图中最左端），接线经检查无误后，闭合开关S
（3）移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和
电流值I，并将测量数据填入如图所示的表格中，断开开关S ．
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U（V） 0 0．4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 I（A）
根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。
V A
RX
2、用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下： 待测电阻： 约几十Ω； 直流电流表：0 ~ 0.6A，内阻2Ω； 直流电压表：0 ~ 15 V ，内阻15kΩ； 蓄电池： 电压12V； 滑动变阻器：0 ~ 200Ω； 电键一个，导线若干。
为了减小实验误差，应采用的电路图是 （ ）
高二物理内外接法和限流分压接法
D.电压表（量程50 V,内阻500 kΩ）
E.直流稳压电源（电动势15 V,允许最大电流1 A）F.
滑动变阻器（最大电阻1 kΩ,额定功率1 W）
G.电键、导线若干
（1）电流表应选
B
,电压表应选 C
.
（2）画出测量Rx的原理图.
解析：当滑动变阻器滑至0时，电路有最大的电流。
19
试验：利用“伏安法”测导体的电阻
2、把A和C接线柱接入电路中，当滑片P由B向A移动时，接入电 路的电阻将由大变小。这是为什么？
3、你是否可以设计出另外几种连接方案，使滑片P移动时，接
入电路的电阻由大变小？
2
限流和分压电路的选取
Rx
1.限流式 图中变阻器起限流作用
P
A
B
E
s
R
待测电阻Rx的电压可调范围 待测电阻Rx的电流可调范围
限流式电路的特点:
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误
差越小．所以该电路适合测量大电阻，即
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伏安法测电阻 外小内大
两种电路
外接法
V
内接法
V
电路图 误差来源
A
R
<
AR
>
A表不准，V表分流 V表不准，A表分压
测量条件 适合测量小电阻 适合测量大电阻
选择依据
<
>
,
10
例、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有 实验器材如下: A.待测电阻Rx：约55Ω， B.电流表A：量程0-3A （内阻0.1Ω）C. 电压表V：量程0-15V （内阻4KΩ） 确定电流表的内外接方式。
为了较准确的测量，并保证器材安全， 画出电路图。如果Rx= 5Ω呢？
伏安法测电阻分压限流选择与内外接法误差分析
V
Rx
A
(a)
V
Rx
A
(b) 14
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
(2)电表的读数一般不应小于量程的3. 2.电表的读数方法 最小分度是“1”的电表，测量误差出现在下一位，下一位 1 按10估读，如最小刻度是 1 mA 的电流表，测量误差出现在 毫安的十分位上，估读到十分之几毫安．
17
【例 2】 如图 5 甲是学生实验用的有两个量程的电 流表刻度盘，当用“＋”和“－0.6”两接线柱时， 能测量的最大电流是________ A，对应刻度盘上每 一小格代表________ A，图中表针示数为_____ A； 当使用电流表的“＋”和“－3”两接线柱时，对应 刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针示数 为________ A.
19
【例 3】 用伏安法测金属电阻 Rx(约为 5 Ω)的值，
已知电流表内阻为 1 Ω，量程为 0.6 A，电压表内 阻为几千欧，量程为 3 V，电源电动势为 9 V，滑 动变阻器的阻值为 0～6 Ω，额定电流为 5 A，试
画出测量 Rx 的原理图．
20
解析 待测金属电阻 Rx≪ RA·RV.应采用电流表外接
RU I
7
1、伏安法测电阻的两种电路
• 电流表接在电压表 两接线柱外侧，通常叫 “外接法”
• 电流表接在电压表 两接线柱内侧，通常叫 “内接法”
高考物理模型之限流分压内外接法测电阻
高考物理模型之限流分压内外接法测电阻
历年高考物理实验中，电学实验是必考实验之一。
纵观多年高考物理，涉及电学实验考查范畴多以电流表的内外接法、滑动变阻器的连接方式、实验器材选择、实验原理图、实验数据、实验工具读数等方式出现。
而限流分压、内外接法测电阻各种实验考查的核心，所以备考过程中掌握其规律尤其重要。
本文将从限流分压测电阻进行点拨。
测量电路：内外接法
这里的内外接法，针对的是电流表而言。
如果电流表连在电压表里面的称为内接法，反之称为外接法。
要点说明：内大外小，即内接法测量的是大电阻，外接法测量的是小电阻。
正是基于这个要点，我们在估算出被测电阻阻值后，就可以合理选择内接法还是外接法了。
为了更好理解，可以用下面表格对比分析：
选择方法：利用被测电阻R x和电压表电阻R V与电流表电阻R A通过计算比较。
另外一下，用内外接法都会引起实验误差，该误差都是由于电表非理想电表引起的。
内接法时，R测>R 真；外接法，R测<R真。
供电电路：限流式接法、分压式接法
这里的限法分压针对的是滑动变阻器在电路中的连接方法，如下图所示：
两种连接方法各有利弊，如何选择呢？
一般可以通过以下几个原则判断：
1、零起必分压：实验要求电表从0开始调节的，或者U-I图像从0开始画起的，必用分压式接法；
2、滑小必压：如果滑动变阻器的小于被测电阻阻值(3-5倍)的，用分压式接法；
3、烧表必分压：如果所选的电表在估算其电表值大于其量程，会引起电表被烧坏，所以必用分压式接法。
以上是选择分压式接法常见判断原则，反之则用限流式接法。
伏安法测电阻分压限流选择与内外接法误差分析讲解课件
用电压表测出电阻两端的电压U， 用电流表测出通过电阻的电流I，利用 部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻 值R，
RU I
电流表外接法
V
电压表示数 UV U R
A R
电流表示数 I A I R IV
< R UV
测
I
U R R
真 I I
A
AV
R测
R RV R RV
•误差原因：电压表的分流，分流越小， 误差越小．
分压器电路
分压式
0~ E
较小阻值
电能损耗
较小
较大
实验器材的选择应考虑： ①安全性； ②精确性； ③方便性．
1、两种电路比较： 分压接法的优势是：电压变化范围大，
限流接法的优势： 在于电路连接简便，附加功率损耗较小
2、选择原则：
a.用限流接法超过电表量程，应用分压法 b.当要求电压从0开始变起，或用多组数据时，一定用分压接法 c. 当负载电阻Rx 较大，是R 的几倍时，即变阻器总阻值R较小 ，限流接法对电流、电压的调控作用不明显，一般选分压接法 d.当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法． e.当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值R 较大是Rx 的几倍时， 限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法
例、如图所示电流表和电压表 的读数分别为10V和0.1A,电压表内 阻为500Ω,那么待测电阻R的测量 值比真实值 小 ,测量值为 100Ω , 真实值为 125Ω.
R
cA
d
V
例、一个未知电阻,无法估计其电阻 值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图 (a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测 数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据 是2.9V、4.0mA,由此可知,用 （a） 图测 得Rx的误差较小,测量值Rx= 1000Ω .
内外接,限流分压实验
⑴测量中要求电压表的读数不小于其量程的三分之 一，试画出 测量电阻Rx的一种实验电路原理图 ⑵画实物图上连线。 ⑶若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数 用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为 Rx＝_________________。
V
V
A
内接法
A
外接法
4、内外接法选择依据：
1）外接法：R测=RV Rx/(RV+Rx)<Rx，
当RV>>Rx，R测→Rx，误差小。 内接法：R测=RA+Rx>Rx，
当Rx>>RA，R测→Rx，误差小。
2）据Rx、RA、RV大致可估
① RV/Rx>Rx/RA或 RX RA RV ，视Rx值较小 采用外接法,测量值比真实值小。
RX R0
U
滑动变阻器的选取与连接
（1） 如果对待测电阻两端的电压没有要求，可依据 如下原则进行选取与连接： a: 若变阻器的阻值小于待测电阻的阻值（或者与之 接近），它在电路中的分压能力较低，应采用分压接法。 b: 若变阻器的阻值大于待测电阻的阻值（以几倍于 待测电阻为适宜，因为变阻器阻值太大，调节起来反而不 灵敏），它在电路中有足够的分压能力保护电路，又便于 多次测量，应采用限流接法。 （2） 如果要求待测电阻两端电压从零开始增大（或者 要求电压可调范围大一些），则只能采用分压接法。
V
谁变化明显，先接谁。
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电流表的解法：
（1）内接法：如图所示，待测电阻的测量值R 测：
A R A R
A x A R
U U U U U R R R I I I I +===+=+测测测测显然>x R R 测所以x A R R R =-测
当>>x A R R 时，x R R ≈测，系统的相对误差很小，可以忽略不计，所以内接法适用于测量高阻值电阻。
（2）外接法：如图所示，待测电阻的测量值R 测：
V x V R V x
U U R R
R I I I R R =
==++测测测测 显然有：<x R R 测所以1V x V V
R R R R R R R R =
=
--测
测测
测
当<<x V R R 时，0x V R
R →，x R R ≈测，系统的相对误差忽略，所以外接法适用于测量低阻值电阻。
（3）试触法选择内、外接法：具体方法是，在如图所示的电路中，改变电表的连接方式，拿电压表的一个接线柱分别接触M 、N 两点，观察电压表和电流表的示数变化，如果电流表变化明显，说明电压表内阻对电路影响较大，应采用内接法；如果电压表变化明显，说明电流表内阻对电路影响较大，应采用外接法。
滑动变阻器的限流接法和分压接法：
滑动变阻器的两种电路连接都能控制调节负载的电流和电压，但在相同条件下调节效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当的选择限流接法和分压接法。
（1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考
虑。
（2）在下列情况下必须采用分压接法。
①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有分压接法才能满足。
②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调节，电路中实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或其它元件，必须采用分压接法。
③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若采用限流接法，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量求平均值或用图像处理数据，也起不到保护用电器的作用，应选用分压接法。